Method

Blanco-Macías, F.1*, Valdez-Cepeda, R.D.1, Llamas-Llamas, J.J.2, Ruíz-Garduño, R.R.1, Márquez-Madrid, M.1, Magallanes-Quintanar, R.3, Méndez-Gallegos, S. de J.4

1

Universidad Autónoma Chapingo, Centro Regional Universitario Centro Norte. Zacatecas, Zac. México. 2

Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Agronomía. Zacatecas, Zac. México. 3

Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica. Zacatecas, Zac. México. 4

Colegio de Posgraduados, Campus San Luis Potosí. Salinas de Hidalgo, SLP. México.

*Blanco-Macías, F. [email protected]; Calle Cruz del Sur Núm. 100, Col. Constelación, El Orito, Zacatecas, Zac. México. CP 98085; Tel. +52(492)-924-6147

Resumen

El manzano (Malus domestica Borkh.) fue quizás la primera especie frutal cultivada por los seres humanos. Las cualidades de la manzana (el fruto del manzano), desde el punto de vista dietético, están ampliamente reconocidas, tanto por los profesionales de la nutrición humana como por el sector social popular. Los diferentes sistemas de producción intensiva que garantizan altos rendimientos y productos con buena calidad requieren, por lo general, del uso intensivo de fertilizantes químicos que son caros y crean problemas ambientales. Sin embargo, en un gran número de estudios se ha demostrado el mejoramiento del crecimiento y el desarrollo de los vegetales, mediante la producción de reguladores del crecimiento como posible mecanismo, en respuesta a la inoculación de raíces o semillas con Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (RPCV). El presente informe considera los efectos de las aplicaciones de 4 dosis de RPCV al follaje y las flores de árboles de manzano variedades, ‘Starkrimson’ y ‘Smoothee Golden’, establecidos en Rancho Nuevo, Zacatecas, México. Los resultados preliminares permiten inferir que hay diferencias significativas entre variedades y años para rendimiento y las concentraciones de P, Mg y Mn, así como para la proporción N:P. También, se encontró que dicha proporción se soporta aún en respuesta positiva al aumento de N, pero negativa conforme se incrementa la concentración de P. Es necesario incrementar la base de datos para cuantificar satisfactoriamente las respuestas de los árboles a los factores involucrados, así como a sus interacciones.

Palabras clave:

Introducción

El manzano es uno de los cultivos frutales más importantes en el mundo (Pirlak et al., 2007) y en México, lo cual se aprecia al considerar los volúmenes de producción. De hecho, la superficie dedicada al cultivo del manzano en México es de 66,400 ha, área que representa el 6% de la superficie total ocupada por todas las especies frutícolas (SAGARPA, 2002). El estado de Zacatecas tiene un potencial para el cultivo del manzano en 8,000 ha (Llamas-Llamas et al., s/f). Sin embargo, solo se cultivan 1,200 ha debido a que los últimos inviernos han sido cálidos e irregulares de manera que han provocado desequilibrios fisiológicos (que inducen brotación tardía, escasa e irregular, mayor sensibilidad al ataque de plagas y enfermedades y reducción del rendimiento) en los árboles de las variedades ‘Golden’ y ‘Red Delicious’ (Llamas-Llamas et al., s/f), lo cual ha conllevado a que la superficie cultivada haya disminuido notablemente desde más 2,000 ha en 1985. En este contexto, Llamas−Llamas et al. (s/f) han demostrado que las variedades ‘Royal Gala’,

‘Red Chief’ y ‘Braeburn’ se desempeñan bien en las condiciones climáticas actuales de la región frutícola del estado de Zacatecas.

El manzano es cultivado a gran escala en regiones con clima relativamente frío y en diferentes tipos de suelo. Sin embargo, muchos factores, como los nutrimentos, se constituyen como factores limitantes de la producción en una amplia gama de agrosistemas. En particular, los problemas de desórdenes nutrimentales por deficiencias y excesos han sido resueltos con la implementación de prácticas de manejo como la fertilización. Por ello, ha sido preciso el desarrollo de tecnología y la estimación de los requerimientos nutrimentales a nivel local o regional. En otras palabras, además de los elementos minerales esenciales aplicados por medio de fertilizantes químicos, hay otros factores estimulantes del crecimiento de los vegetales amigables con el ambiente en condiciones específicas (Wojcik y Klambowski, 2004). Uno de ellos está asociado al uso de biofertilizantes que contienen microorganismos benéficos en vez de productos químicos sintéticos, pues con ellos se mejora el crecimiento de las plantas ya que coadyuvan a mantener un ambiente sano y la productividad del suelo (O’Connell, 1992).

Algunos microorganismos benéficos asociados con la rizósfera de las plantas son bacterias y han sido denominadas Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (RPCV). Entre ellas se han identificado cepas de los géneros Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Azospirillium,

Azotobacter, Bacillus, Beijerinckia, Burkholderia, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Rhizobium

and Serratia (Sturz y Nowak, 2000; Sudhakar et al., 2000). En un gran número de estudios se ha

demostrado el mejoramiento del crecimiento y el desarrollo de los vegetales, mediante la producción de reguladores del crecimiento como posible mecanismo, en respuesta a la inoculación de raíces o semillas con RPCV (Zahir et al., 2004). Pirlak et al. (2007) han sugerido que Pseudomonas putida

BA−8 y Bacillus subtillus (sinónimo de Paenibacillus macerans) OSU−142 por si solas o en

combinación, aplicadas al follaje y flores, tienen el potencial de incrementar el rendimiento, el crecimiento y las concentraciones foliares de N y K en árboles de manzano ‘Starkrimson’ y de N y P en aquellos de ‘Granny Smith’, establecidos en una huerta experimental en Karaman, Turquía. Estas bacterias son consideradas RPCV y agentes con potenciales para el control biológico de una amplia gama de bacterias y hongos patógenos que causan problemas de importancia económica en la agricultura (Cuppels, 1999; Cakmakci, 2001; Esitken et al., 2002; Esitken et al., 2003). Sin embargo, es necesario ratificar los efectos positivos de la inoculación foliar y floral con RPCV sobre el rendimiento y el crecimiento en árboles de manzano de huertas Mexicanas en general y Zacatecanas en particular.

El objetivo del presente informe de investigación fue cuantificar los efectos de las aplicaciones de MicroSoil® (como fuente de RPCV) al follaje y las flores de árboles de manzano variedades ‘Starkrimson’ y ‘Smoothee Golden’, establecidos en Rancho Nuevo, Zacatecas sobre la composición de las hojas y la producción de fruto.

Materiales y Métodos

Cepas bacterianas, condiciones de cultivo, medio y tratamientos

En el experimento se evaluó un producto comercial (MicroSoil®) como fuente de bacterias. En sí, contiene Azotobacter vinlandii, Clostridium pastereium, Bacillus lichenoformis, Bacillus subtilis,

Rhodococus, Azospirillum, Arthrobacter y Rhodobacter. La suspensión bacteriana se diluyó en agua

destilada estéril para obtener 3 dosis diferentes: 250 mL en 25 L de agua, 312.5 mL en 25 L de agua y 417 mL en 25 L de agua.

Experimento en campo

El experimento se estableció en una huerta de Rancho Nuevo, Zacatecas, en árboles de 6 a 10 años de edad (2010). El espaciamiento entre hileras fue de 4.5 m, mientras que entre árboles fue de 2.6 m. En el primer año, 48 árboles de cada una de las variedades ‘Starkrimson’ y ‘Smoothee Golden’ fueron seleccionados. En cada variedad se aplicaron las 4 dosis en 4 bloques completos al azar. Cada dosis se aplicó en tres árboles por variedad; de esta manera: 4 dosis X 4 repeticiones X 3 árboles = 48 árboles por variedad; entonces se consideraron 96 árboles en total (ver a los tratamientos en Cuadro 1). La aplicación de la dosis testigo o control (T1) consistió en rociar los

árboles con agua estéril. La aplicación de las otras dosis consistió rociar la suspensión diluida en la etapa de plena floración y a los 30 y 60 días después de plena floración, durante 2010, 2011 y 2012. Las prácticas riego y control de plagas y enfermedades fueron realizadas por el productor cooperante. Cabe señalar que el control fitosanitario integral del cultivo está basado en la prevención y manejo del agente causal de la pudrición del cuello (P. cactorum) de los árboles, mediante el uso de patrones tolerantes (‘MM109’) y la aplicación de fungicidas elaborados a base de hongos antagónicos Trichoderma harzianum. La prevención de daños a la raíz de los árboles, causados por pulgón lanígero, E. lanigerum, se ha llevado a cabo mediante el uso de patrones tolerantes (‘MM109’, ‘MM106’ y ‘MM111’) y el bioinsecticida Bio−Metha, elaborado con base al hongo entomopatógeno, Metharhizium anisopliae.

Cuadro 1. Matriz de tratamientos del experimento.

Los efectos de la aplicación de cantidades diferentes de RPCV se evaluaron al considerar los rendimientos, el peso promedio de frutos, contenido de sólidos solubles totales (SST o °Brix). También se cuantificó el efecto de los tratamientos con bacterias al contemplar la concentración de los elementos nutrimentales en las hojas. Este último aspecto es el considerado en el presente informe.

Análisis de Follaje

Hojas completamente desarrolladas de la parte media de la copa de cada uno de los 96 árboles fueron muestreadas a mediados julio en todos los años de estudio (2010, 2011 y 2012). Con el fin de determinar el contenido mineral en las hojas, las muestras fueron secadas en estufa a 68°C durante 48 horas y, posteriormente, molidas. El procedimiento micro−Kjeldahl se usó para la determinación de N (AOAC, 1990). Los nutrimentos K, Ca y Mg se determinaron después de

someter a las muestras a un proceso de digestión húmeda en una mezcla de 25 g de H2 SO4: Se

(1:1) y ácido salicílico (0.2 g) (AOAC, 1990).

En las digestiones diluidas, el P se midió por espectrofotometría al usar el método del azul de indofenol, después de la reacción con ácido ascórbico (AOAC, 1990). Los contenidos de K y Ca se determinaron por fotometría de flama; mientras que los de Mg, Fe, Mn y Zn se cuantificaron mediante espectrometría de absorción atómica al usar el método de la AOAC (1990).

Análisis de datos

Los datos fueron sometidos a análisis de varianza (ANVA). A su vez, la relación nutrimental (N:P) fue analizada desde un punto de vista estequiométrico.

Resultados y Discusión

Los ANVA indican que se presentaron diferencias significativas entre variedades y años para los casos de las variables Rendimiento, Concentración de P, Mg y Mn; asimismo sugieren que no es tal la situación para las concentraciones de los demás nutrimentos involucrados. Sin embargo, en un contexto exploratorio se estimó la proporción N:P y se sometió al análisis de varianza; el resultado

Tratamiento Variedad Dosis (cantidad de suspensión con RPCV) 1 Starkrimson Sin RPCV 2 Starkrimson 250 mL en 25 L agua 3 Starkrimson 312.5 mL en 25 L agua 4 Starkrimson 417 mL en 25 L agua 5 Smoothee Sin RPCV 6 Smoothee 250 mL en 25 L agua 7 Smoothee 312.5 mL en 25 L agua 8 Smoothee 417 mL en 25 L agua

fue que se identificaron diferencias significativas entre variedades y años. Lo anterior sugiere la posibilidad de que los efectos pueden evidenciarse mediante análisis estequiométricos (e.g. He et al., 2008; Elsner et al., 2010). Asimismo, los ANVA no permitieron evidenciar efectos diferentes del factor Micorrizas al considerar las variables respuesta Rendimiento y concentraciones de los nutrimentos, lo cual no concuerda con lo sugerido por Pirlak et al. (2007). Sin embargo, ello no implica que no hayan manifestado algún efecto sobre el comportamiento de los árboles, ya que se identificaron diferencias entre Variedades con respecto al Rendimiento y las concentraciones de P, Mg y Mn, así como a la proporción N:P. Es posible que conforme se incremente la base de datos, se tendrá una mejor posibilidad de fundamentar supuestos. En este contexto, la evidencia notable es que el valor de la proporción N:P se incrementa conforme la concentración de N (Figura 1); mientras que disminuye en respuesta a incrementos de P (Figura 1). Esto significa que el rango considerado de concentración de N es un intervalo de respuesta positiva de las plantas a dicho nutrimento; pero en el caso del P es negativa (He et al., 2008; Elsner et al., 2010).

Los resultados obtenidos, aunque preliminares, conforman un posible indicador de que es necesario incrementar la base de datos para cuantificar satisfactoriamente las respuestas de los árboles a los factores involucrados, así como a sus interacciones.

Figura 1. Diagramas de las relaciones entre N:P versus las log concentraciones de N en % (izquierda) y P en % (derecha) en hojas de manzano variedades Starkrimson y Smoothee.

Agradecimientos

Al Instituto de Fruticultura y a la DGIP de la UACh por el financiamiento parcial del proyecto.

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